CN106537173B - 基于雷达的姿势识别 - Google Patents

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Abstract

本申请描述使用基于雷达的姿势识别的技术以及实现该基于雷达的姿势识别的设备。这些技术和设备可以允许较大范围的手势，并且允许这些手势的使用，例如使用这些手势以使用、控制计算和非计算设备(从软件应用到冰箱)，以及与计算和非计算设备交互。这些技术和设备能够提供雷达场，其可以同时感测来自多个动作者的、穿过障碍物的姿势，由此相对多种传统技术提高姿势范围和准确度。

Description

基于雷达的姿势识别
优先权申请
依据35U.S.C.§119(e)，本申请要求2014年8月7日提交的名称为“Radar-BasedGesture Recognition”的美国临时专利申请No.62/034,581的优先权，该申请的公开内容通过引用合并于此。
背景技术
使用姿势与计算设备交互已经变得越来越常见。姿势识别技术已经在对设备表面(例如用于手机和平板的触摸屏，以及用户台式电脑的触摸板)做出姿势时，成功支持与设备进行姿势交互。然而，用户越来越经常地期望通过不是对表面做出的姿势与其设备交互，例如人挥动手臂以控制视频游戏。现行的姿势识别技术难以准确地识别这些空中姿势。
发明内容
本申请描述用于基于雷达的姿势识别的技术和设备。这些技术和设备可以准确地识别在三个维度中做出的姿势(例如空中姿势)。这些空中姿势可以从变化的距离做出，例如坐在沙发上的人的姿势控制电视机，站在厨房中的人的姿势控制烤箱或冰箱，或距离台式电脑显示器数毫米。
另外，所描述的技术可以使用雷达场来感测姿势，其可以通过区分布料和皮肤、穿透阻碍姿势的物体，以及辨别不同的动作者而提高精确度。
提供本发明内容以介绍涉及基于雷达的姿势识别的简化构思，其在以下的详细说明中进一步描述。这一发明内容不旨在限定要求保护的主题的必要技术特征，也不旨在用于确定要求保护的主题的范围。
附图说明
通过参考以下附图描述用于基于雷达的姿势识别的技术和设备的实施例。贯穿各附图，使用相同的附图标记指示相同的特征和部件：
图1示出在其中可以实现基于雷达的姿势识别的示例性环境。
图2详细示出图1的基于雷达的姿势识别系统和计算设备。
图3示出能够实现基于雷达的姿势识别的示例性方法，其包括通过确定雷达场中的动作者的标识。
图4示出示例性雷达场和在该雷达场内的三个人。
图5示出能够通过配置为透过织物但从人体组织反射的雷达场实现基于雷达的姿势识别的示例性方法。
图6示出基于雷达的姿势识别系统、电视机、雷达场、两个人、以及各种障碍物，其包括沙发、灯和报纸。
图7示出在三个位置中的并且被衬衫袖子遮挡的示例性手臂。
图8示出示例性计算设备，其实施基于雷达的姿势识别，或者在其中可以实现能够使用基于雷达的姿势识别的技术。
具体实施方式
概述
本申请描述使用基于雷达的姿势识别的技术，以及实施基于雷达的姿势识别的设备。这些技术和设备可以支持较大幅度的姿势以及这些姿势的作用，例如使用这些姿势以使用、控制各种设备(从台式电脑到冰箱)，以及与各种设备交互。这些技术和设备能够提供雷达场，其可以同时感测来自多个动作者的并且穿过障碍物的姿势，借此相对于多种传统技术提高姿势幅度和准确性。
本申请现致力于一示例性环境，然后，描述示例性的基于雷达的姿势识别系统和雷达场、示例性方法和示例性计算系统。
示例性环境
图1是示例性环境100的图示，在其中可以实施使用基于雷达的姿势识别系统以及包括该系统的设备。环境100包括使用基于雷达的姿势识别系统102的两个示例性装置和方法：在第一个中，基于雷达的姿势识别系统102-1提供近程雷达场，以与其中一个计算设备104(台式电脑104-1)交互；在第二个中，基于雷达的姿势识别系统102-2提供中程雷达场(例如房间尺寸)，以与电视机104-2交互。这些基于雷达的姿势识别系统102-1和102-2提供雷达场106(近程雷达场106-1和中程雷达场106-2)，并且在下文描述。
台式计算机104-1包括或关联于基于雷达的姿势识别系统102-1。这些设备一起工作以改善用户与台式计算机104-1的交互。例如，假定台式计算机104-1包括触摸屏108，可通过该触摸屏执行显示和用户交互。这一触摸屏108可以为用户呈现某些挑战，例如需要人以特定的取向就坐，例如直立的和向前的，以能够触摸该屏幕。另外，用于通过触摸屏108选择控制的尺寸可以使得交互对于某些用户是有困难和耗时的。然而，考虑基于雷达的姿势识别系统102-1，其提供使用户的手部能够与台式电脑104-1交互的近程雷达场106-1，所述姿势例如小或大姿势、简单或复杂姿势，包括用一只或两只手、并且在三个维度中的姿势。显而易见，相对于平坦表面(例如触摸屏108)，用户可以通过其进行选择的大体积实质上更为方便，并且提供更好的体验。
类似地，考虑基于雷达的姿势识别系统102-2，其提供中程雷达场106-2，其使用户能够从一距离、并通过各种姿势(例如从手部姿势、至臂部姿势、至全身姿势)与电视机104-2交互。通过这一操作，相对于平坦表面(例如触摸屏108)、远程控制(例如游戏或电视机遥控)和其他传统的控制机制，用户可以更简单地以及更容易地进行选择。
基于雷达的姿势识别系统102可以与计算设备104的操作系统或应用交互，或者通过通信网络发送响应识别姿势的输入而远程交互。姿势可以映射至各种应用和设备，从而能够控制多种设备和应用。各种复杂和独特的姿势可以由基于雷达的姿势识别系统102识别，由此允许精确的和/或单一姿势的控制，甚至用于多种应用。基于雷达的姿势识别系统102，无论是否与具有计算能力或具有少量计算能力的计算设备集成，各自可用于与各种设备和应用交互。
更详细地，考虑图2，其示出基于雷达的姿势识别系统102作为其中一个计算设备104的部分。计算设备104通过各种非限制性示例性设备示出：台式计算机104-1、电视机104-2、以及平板电脑104-3、膝上型电脑104-4、冰箱104-5和微波炉104-6，也可以使用其他设备，例如家庭自动和控制系统、娱乐系统、音频系统、其他家庭应用、安全系统、上网本、智能手机和电子阅读器。注意，计算设备104可以是可穿戴的、非可穿戴但可移动的、或相对不可移动的(例如台式设备和家用设备)。
还注意，基于雷达的姿势识别系统102可以与多种不同的计算设备或外围设备使用，或在其内实施，例如在住宅的墙壁中以控制家用电器和系统(例如自动控制面板)，在汽车中以控制内部功能(例如音量、巡航控制、或甚至车辆驾驶)、或作为平板计算机的附件以控制平板上的计算应用。
另外，雷达场106可以是不可见的，并且可以透过某些材料(例如织物)，以此进一步扩展了可以使用和实施基于雷达的姿势识别系统102的方式。尽管本文所示的示例通常显示每个设备有一个基于雷达的姿势识别系统102，但是，可以使用多个，以此增加姿势的数量和复杂度、以及识别的精确度及鲁棒性。
计算设备104包括一个或多个计算机处理器202以及计算机可读介质204(包括记忆介质和存储介质)。实施为在计算机可读介质204上的计算机可读指令的应用和/或操作系统(未示出)可以由处理器202执行，以提供在此所述的一些功能。计算机可读介质204还包括姿势管理器206(在下文描述)。
智能设备104还可以包括显示器210和用于经由有线网络、无线网络或光学网络通信数据的网络接口208。作为举例而非限制，网络接口208可以经由局域网络(LAN)、无线局域网络(WLAN)、个人域网络(PAN)、广域网络(WAN)、内联网、互联网、对等网络、点对点网络、网状网络等通信数据。
如上文所述，基于雷达的姿势识别系统102被配置为感测姿势。为了实现这点，基于雷达的姿势识别系统102包括雷达发射元件212、天线元件214和信号处理器216。
通常，雷达发射元件212配置为提供雷达场，在某些情况下，该雷达场配置为穿透织物或其他障碍物，并且从人体组织反射。这些织物或障碍物可以包括木材、玻璃、塑料、棉花、羊毛、尼龙和类似纤维等，同时，从例如人手的人体组织反射。
这一雷达场可以是小尺寸的(例如零或一或几个毫米到1.5米)，或者中尺寸的(例如大约1米到大约30米)。在中尺寸中，天线元件214或信号处理器216配置为接收和处理雷达场的反射，以基于来自人体组织的、由躯干、手臂或腿部运动引起的反射提供较大体积的姿势，也可以感测较小的且更为精确的姿势。示例性的中尺寸雷达场包括用户在其中做出姿势以从沙发控制电视机、改变来自跨经房间的立体音响(stereo)的音乐或音量、关闭烤箱或烤箱定时器(在此也可以使用近程场)、打开或关闭房间中的灯等的那些雷达场。
雷达发射元件212可以代替地配置为提供与计算设备或其显示器几乎不具有距离(如果有)的雷达场。一种示例性近程雷达场在图1中的近程雷达场106-1处示出，并且配置为感测由使用膝上型电脑、台式电脑、冰箱、饮水机及其他设备的用户做出的姿势，其中，期望靠近所述设备做出姿势。
雷达发射元件212可以配置为发射连续调制辐射、超带宽辐射、或亚毫米频率辐射。在某些情况中，雷达发射元件212配置为形成辐射束，该辐射束辅助天线元件214和信号处理器216确定束中的哪个被中断，并且因此确定雷达场内交互的位置。
天线元件214配置为接收雷达场中交互的反射或感测交互。在某些情况下，反射包括来自雷达场内的人体组织的反射，例如手部或手臂运动。天线元件214可以包括一个或多个天线或传感器，例如辐射传感器阵列，阵列中的传感器的数量基于期望的分辨率以及雷达场是表面还是体积。
信号处理器216配置为处理在雷达场内接收的反射，以提供可用于确定姿势的姿势数据。在某些情况下，天线元件214配置为接收来自在雷达场内的多个人体组织目标的反射，并且，信号处理器216配置为处理接收到的交互，以足以区分多个人体组织目标中的一个与多个人体组织目标中的另一个。这些目标可以包括来自同一人或不同人的手、臂、腿、头和躯干。通过如此操作，可以实现多人控制，例如同时由两个人玩视频游戏。
由雷达发射元件212提供的场可以是三维(3D)体积(例如半球、立方、体积风扇、圆锥或圆柱)，以感测空中姿势，尽管可以替代地使用表面场(例如投射在一个人的表面)。在某些情况下，天线元件214配置为接收来自两个或多个目标(例如手指、臂或多个人)的在雷达场中的交互的反射，并且，信号处理器216配置为处理所接收的反射，以足以提供可用于确定姿势的姿势数据，无论对于表面或在3D体积中。在深度尺寸中的交互，其与某些传统技术不同，可以由基于雷达的姿势识别系统102精确地感测。
为了感测通过障碍物的姿势，雷达发射元件212还可以配置为发射能够充分穿透织物、木材和玻璃的辐射。天线元件214配置为接收来自人体组织的、通过所述织物、木材或玻璃的反射，并且，信号处理器216配置为分析接收到的反射作为姿势，甚至所接收到的反射通过穿过障碍物两次而被部分地影响。例如，雷达穿过位于雷达发射器和人手臂之间的织物层，从人手臂反射，并且随后穿过织物层返回至天线元件。
在图1中示出了示例性雷达场，其中一个是近程雷达场106-1，其由台式计算机104-1的基于雷达的姿势识别102-1发射。通过该近程雷达场106-1，用户可以通过他或她的手或双手(或类似触针的设备)执行复杂或简单的姿势，该姿势中断该雷达场。示例性姿势包括可通过现有的触摸传感显示器使用的姿势，例如扫掠、二指夹紧、打开、以及旋转、点击等。其他可用的姿势是复杂或简单但是三维的姿势，示例包括各种手语姿势，例如美国手语(ASL)以及世界各地的手语中的姿势。这些姿势中的少数示例包括：上下拳，其在ASL中意思是“是”；伸开的食指和中指移动接触伸开的拇指，其意思是“否”；平手上移动一步，其意思是“前进”；平手和成角度的手上下移动，其意思是“下午”；紧握的手指和打开的拇指运动至打开的手指和打开的拇指，其意思是“出租车”；食指沿着基本垂直的方向向上运动，其意思是“向上”，等。这些仅是可以被感测并被映射至特定设备或应用的多个姿势中的少数，例如前进姿势用以在基于网络的无线电应用中跳过至另一首音乐，在立体音响中播放的光盘上的下一首音乐，或在计算机显示器或数据相框上的在文件或相册中的下一页或下一图像。
示出了三个示例性中程雷达场，上述的图1中的中程雷达场106-2，以及将在下文描述的图4和图6中的房间尺寸的两个中程雷达场。
返回图2，基于雷达的姿势识别系统102还包括发送设备，其配置为将姿势数据发送至远程设备，尽管这在基于雷达的姿势识别系统102与计算设备104集成时不需要。当被包括时，可以以可被远程计算设备使用的格式提供姿势数据，该格式足以用于远程计算设备确定那些情况中的姿势，其中，姿势不由基于雷达的姿势识别系统102或计算设备104确定。
更详细地，雷达发射元件212可以配置为发射1GHz至300GHz范围、3GHz至100GHz范围的微波辐射，以及较窄的带宽例如57GHz至63GHz，以提供雷达场。这一范围影响天线元件214接收交互的能力，例如跟随两个或多个目标的位置至约2到约25毫米的分辨率的能力。雷达发射元件212可以与基于雷达的姿势识别系统102的其他实体一并配置为具有相对快速的更新速率，其可以有助于交互的分辨率。
通过选择特定的频率，基于雷达的姿势识别102可以操作为充分地穿透衣物而不充分穿透人体组织。另外，天线元件214或信号处理器216可以配置为区分雷达场中由布料导致的交互和由雷达场中的人体组织引起的交互。因此，通过某些传统技术会干扰感测姿势的穿戴手套或长袖衬衣的人，通过基于雷达的姿势识别系统102仍然可以被感测。
基于雷达的姿势识别系统102还可以包括一个或多个系统处理器220和系统介质222(例如一个或多个计算机可读存储介质)。系统介质222包括系统管理器224，其可以执行各种操作，包括基于来自信号处理器216的姿势数据确定姿势，将所确定的姿势映射至预先配置的控制姿势，该控制姿势与用于与远程设备108关联的应用的控制输入相关联，以及致使收发器218发送控制输入至远程设备，从而能够实现对该应用(如果是远程的)的控制。这仅是可以通过基于雷达的姿势识别系统102实现的上述控制的方式中的一种。系统管理器224的操作作为下面的方法300和500的部分而更详细地提供。
在下文更详细地描述这些以及其他能力和配置，以及图1和2的实体作动和交互的方式。这些实体可以进一步分开、组合等。图1的环境100和图2和图8的详细图示示出了多种能够使用所描述的技术的可能的环境和设备中的其中一些。
示例性方法
图3和图5示出能够实现基于雷达的姿势识别的方法。方法300确定动作者的标识，并且通过这一标识，能够更好地确定在雷达场内执行的姿势。方法500能够通过配置为穿透织物但从人体组织反射的雷达场实现基于雷达的姿势识别，并且可以与方法300分开使用，或者整体或部分与方法300结合使用。
这些方法作为多组框图示出，其规定执行的操作，但是不必须限制通过相应的框图示出的用于执行操作的顺序或组合。在以下部分讨论中，可以参考图1的、并在图2中详细示出的环境100，对其参考仅用于举例。该技术并不限制于通过在一个设备上操作的一个实体或多个实体的执行。
在302处，提供雷达场。这一雷达场可以由姿势管理器206、系统管理器224或信号处理器216中的一个或多个产生。因此，系统管理器224可以致使基于雷达的姿势识别系统102的雷达发射元件212提供(例如投射或发射)上文所述的其中一个雷达场。
在304处，由动作者在雷达场中做出的一个或多个初始交互被感测。这些初始交互可以是用于本文所述的各种姿势中的一个姿势的交互，或者可以简单地是足以确定动作者的尺寸或其他识别因素的交互。动作者可以是执行姿势的各种元素中的一种元素，例如特定的人体手指、手或臂等。另外，通过配置为从人体组织反射并穿透衣物和其他障碍物的雷达场，姿势管理器206可以更精确地确定动作者。
在306处，基于在雷达场中的一个或多个初始交互确定动作者的标识。这些初始交互可以是姿势或其他交互，例如人走过雷达场，并且姿势管理器确定人的身高、手臂周长、体重、门或某些雷达可检测的物件，例如用户的可穿戴计算设备、移动电话等。
在308处，感测在雷达场中的交互。通过接收所发射的雷达对动作者的反射感测这一交互。这一反射可以例如来自人体组织。关于雷达场的细节及其操作作为方法500的部分并且在本文所述的各种示例性设备中更为详细地描述。
在310处，确定该反射是来自具有所述标识的动作者。为了实现这点，姿势管理器206可以在一旦动作者的标识在306处被确定之后跟随该动作者。这一跟随可以区分该动作者与其他动作者。通过这一示例，假定动作者被确定为特定人员的右手。接着可以区分该右手与人员的左手，其有助于确定感测的交互，其是重叠的或简单地二者同时与雷达场交互。动作者还可以是整个人，以使得姿势管理器206可以区别一个人和另一个人做出的交互。
作为另一示例，假定两人处于一房间中，并希望同时玩视频游戏，一人驾驶游戏中的一辆汽车，另一人驾驶另一辆汽车。姿势管理器206能够跟随两个人的交互，以使来自每个人的姿势可以被区分。这还有助于基于关于每个人信息的对于每个人准确的姿势识别，如下文详细示出的。
在312处，基于与动作者的标识关联的信息确定对应于交互的姿势。这一信息有助于基于交互确定姿势，并且可以具有各种类型，从简单地作为识别操纵部，以及由此不是某些其他动作者或交互，或更为详细的信息，例如基于标识动作者的历史姿势变化。
因此，在某些情况中，特定动作者(例如特定人的右手)的历史具有做出前后移动较小位移(例如手指每个前后移动仅两厘米)的历史，该历史可用于确定用于交互的期望的姿势。其他类型的信息包括动作者的物理特征，即使该信息不是基于历史姿势。例如，对于和小的苗条的人相同的预期姿势，体格魁梧的人的身体移动将产生不同的数据。其他示例包括特定于动作者的姿势(标识特定姿势)，例如人选择预先配置对于他们自身的控制姿势。考虑一情况，其中，用户以其右手做出抓握姿势，其自然地是圆柱形的，像抓握体积控制的圆盘，并随后行进至使其手沿顺时针方向转动。这一控制姿势可以配置为调高各种设备或应用的音量，或关联于单一设备，例如仅调高电视机或音频系统的音量。
在314处，所确定的姿势被传递，使得与雷达场的交互能够控制或以其他方式与设备交互。例如，方法300可以将所确定的姿势传递至计算设备的应用或操作系统，致使该应用或操作系统接收与所确定的姿势对应的输入。
概括涉及两人玩的车辆竞速游戏的示例，假定两人的交互是手臂和躯干的移动。姿势管理器206接收来自两人的交互，基于其标识确定是哪个人，并且基于关于每个人的信息确定什么交互对应什么姿势，以及适合这些姿势的尺度。因此，如果一人是身体矮小的儿童，并且具有夸张的运动的历史，姿势管理器206将把确定的姿势(及其尺度，例如该儿童意图将车辆右拐至多远)基于该儿童的信息。类似地，如果另一人是成人，姿势管理器206将把确定的姿势及其尺度例如基于成人的身体特征以及平均尺度的运动历史。
返回至预先配置的姿势将调高关联于特定动作者(在此是特定人的右手)的音量的示例，人的右手在306处的识别响应于人的右手或通常在304处与雷达场交互的人。随后，在308处通过雷达场感测交互时，姿势管理器在310处确定动作者是人的右手，并且基于存储的用于人的右手的、关联于预先配置的姿势的信息在312处确定交互是用于电视机的音量增加姿势。在这一确定时，姿势管理器206将该音量增加姿势传递至电视机，效果为致使电视机的音量增大。
作为进一步的示例，考虑图4，其示出计算设备402、雷达场404和三个人406、408和410每一个所述。人406、408和410可以是执行姿势的动作者，尽管每个人可以包括多个动作者，例如人410的每只手。假定人410与雷达场404交互，其在操作304处通过基于雷达的姿势识别系统102感测，在此通过由天线元件214接收的反射(如图1和2所示)。对于这一初始交互，人410可以不做出任何明确的交互，尽管明确的交互也是允许的。在此，人410简单地走进并坐到工具上，并且这样走进雷达场404。天线系统214基于从人410接收的反射感测这一交互。
基于雷达的姿势识别系统102确定关于人410的信息，例如他的身高、体重、骨骼结构、面部形状和发型(或其缺乏)。通过如此操作，基于雷达的姿势识别系统102可以确定人410是特定已知的人，或简单地识别人410以将他与房间内的其他人(人406和408)进行区分，其在操作310处操作。在确定人410的标识之后，假定人410以其左手做出姿势选择将幻灯片展示的当前页改变至下一页。还假定其他人406和408也来回移动和交谈，并且会干扰人410的姿势，或可以对同一或其他应用做出其他姿势，并且因此识别哪个动作者是可用的，如下文所述。
概括图4的三个人406、408和410的进行的示例，在操作312处，由人410执行的姿势由姿势管理器206确定为迅速的轻击姿势(例如类似赶走苍蝇、类似与在触摸屏上的二维扫动)。在操作314处，快速轻击姿势传递至在显示器412上显示的幻灯片软件应用，因此致使应用选择幻灯片的不同页。在这一示例以及上文示出的其他示例中，该技术可以精确地确定姿势，包括对于空中三维姿势以及对于多于一个动作者的姿势。
方法500使得通过配置为穿透织物或其他障碍物但从人体组织反射的雷达场实现基于雷达的姿势识别。方法500可以与方法300一起工作或与之分开地工作，例如使用基于雷达的姿势识别系统提供雷达场，并且感测在方法300中描述的交互所导致的反射。
在502处，基于雷达的姿势识别系统的雷达发射元件被致使为提供雷达场，例如图2的雷达发射元件212。如上文所述，这一雷达场可以是近程雷达场或中程雷达场，例如从不具有距离至大于1.5米，或者中程距离，例如从大约1米到大约30米。作为示例，为方便起见而考虑近程雷达场，当坐在台式计算机前，具有较大的显示屏待操纵，通过一只手或双手做出详细的姿势，而不必触摸台式计算机的显示屏、图像等。该技术使得能够使用良好的分辨率或复杂的姿势，例如使用姿势“绘制”人像，或通过双手操作三维的计算机辅助设计(CAD)图像。如上文所述，中程雷达场可以被用于控制视频游戏、电视机和其他设备，包括多人同时。
在504处，基于雷达的姿势识别系统的天线元件被致使为接收对于雷达场中的交互的反射。例如，图2的天线元件214可以在姿势管理器206、系统处理器220或信号处理器216的控制下接收反射。
在506处，基于雷达的姿势识别系统的信号处理器被致使为处理反射，以提供用于雷达场中的交互的数据。交互的反射可以由信号处理器216处理，其可以提供用于后续确定意图姿势的姿势数据，例如通过系统管理器224或姿势管理器206。注意，雷达发射元件212、天线元件214和信号处理器216可以通过或不通过处理器和处理器可执行的指令来动作。因此，在某些情况下，基于雷达的姿势识别系统102可以实现为硬件或实现为与软件和/或固件结合的硬件。
作为示例，考虑图6，其示出基于雷达的姿势识别系统102、电视机602、雷达场604、两个人606和608、沙发610、灯612和报纸614。基于雷达的姿势识别系统102，如上文所述，能够提供雷达场，其可以穿过物体或衣物，但能从人体组织反射。因此，在操作502、504和506处，基于雷达的姿势识别系统102产生和感测来自人的姿势，即使那些姿势被阻挡，例如人608在沙发610后面的躯干或腿部的姿势(雷达以透射线616穿过沙发610并且以穿过线618持续)，或者被报纸614遮挡的人606的手部姿势，或夹克或衬衣遮挡人606或人608的手部或臂部姿势。
在508处，用于致使交互的动作者的标识是基于所提供的用于交互的数据确定的。这一标识不是需要的，但是确定该标识可以提高准确性，降低干扰、或允许如本文所述的特定于标识的姿势。
在确定动作者的标识之后，方法500进行至502以重复操作，感测第二交互以及随后感测用于第二交互的姿势。在一个情况中，这一第二交互基于动作者的标识以及用于交互自身的数据。然而，这不是必需的，因为方法500可以从506进行至510以在510处确定姿势，而无需标识。
在510处，确定对于雷达场中的交互的姿势。如所述，这一交互可以是第一交互、第二交互或之后的交互，并且也基于(或不基于)导致该交互的动作者的标识。
响应于在510处确定姿势，在512处，姿势被传递至应用或操作系统，致使应用或操作系统接收对应于所确定的姿势的输入。通过这一操作，例如，用户可以做出姿势以中止远程设备上的媒体(例如在电视机上显示的电视)的重放。在某些实施例中，因此，基于雷达的姿势识别系统102和这些技术用作电视机、计算机、家电等的通用控制器。
作为传递姿势的部分，或者在传递姿势之前，姿势管理器206可以确定姿势意图控制哪个应用或设备。如此操作可以基于标识特定的姿势，用户当前正在交互的当前设备，和/或基于用户可以通过其与应用交互的控制。控制可以通过界面的监测(例如视觉控制)、公开的API等而确定。
如上文部分所述，基于雷达的姿势识别系统102提供雷达场，其能够穿透各种障碍物但是从人体组织反射，由此可能改进姿势识别。作为示例，考虑手臂姿势的示例，其中，手臂执行的姿势被衬衣袖子遮挡。这在图7中示出，其显示由衬衣袖子704遮挡的手臂702处于遮蔽的手臂姿势706的三个位置中。衬衣袖子704使得更加困难或甚至不可能通过某些传统技术识别某些姿势。然而，衬衣袖子704可以被穿透，并且来自手臂702的雷达反射返回穿过衬衣袖子704。尽管某些被简化了，基于雷达的姿势识别系统102能够穿过衬衣袖子704，并且由此感测在未被遮挡的手臂姿势708处的手臂姿势。这不仅能够实现更准确的运动感测，由此实现对姿势的感测，还允许易于识别执行该姿势的动作者的标识，在此是特定人的右手臂。尽管人体组织可以随时间而改变，但是变化通常明显小于由衣物、其他障碍物等的每日的和季节性的改变所引起的变化量。
在某些情况下，方法300或500在远离被控制的设备的设备上操作。在这一情况中，远程设备包括图1和图2的计算设备104的实体，并且通过一种或多种通信方式传递姿势，例如通过收发器和/或网络接口(例如网络接口208和收发器218)无线地传递。这一远程设备不需要计算设备104的所有元件，基于雷达的姿势识别系统102可以对具有姿势管理器206的另一设备传递姿势数据，以确定和使用姿势。
方法300和500的操作可以重复，例如通过确定多个其他应用，以及通过其可以控制多个其他应用的其他控制。方法500可以随后指示各种不同的控制，以控制与应用或动作者关联的各种应用。在某些情况中，该技术确定或将特定和/或复杂和三维的控制分配至不同的应用，由此允许用户控制各种应用，而不必在选择在它们之间切换。因此，动作者可以分配一特定姿势以控制计算设备104上的一个软件应用，分配另一特定姿势以控制另一软件应用，以及再一特定姿势用于恒温器或立体音响。这一姿势可以由多个不同的人使用，或可以确定动作者的标识之后与特定的动作者关联。
前述的讨论描述涉及基于雷达的姿势识别的方法。这些方法的各方面可以在硬件(例如固定的逻辑电路)、固件、软件、人为操作、或其组合中实现。这些技术可以在图1、2、4、6和8(图8中的计算机系统800在下文描述)中示出的一个或多个实体中实施，其可以被进一步分开、组合等。因此，这些视图示出能够使用所描述的技术的各种可能的系统或设备中的某些。这些视图的实体通常表示软件、固件、硬件、整个设备或网络、或其组合。
示例性计算系统
图8示出示例性计算系统800的各种部件，其可以实现为参考之前图1-7所述的任意类型的客户端、服务器和/或计算设备，以实现基于雷达的姿势识别。
计算系统800包括通信设备802，其允许设备数据804(例如接收的数据、正在被接收的数据、被预定用于广播的数据、数据的数据包等)的有线和/或无线通信。设备数据804或其他设备内容可包括设备的配置设定、存储在设备上的媒体内容、和/或与设备的用户关联的信息(例如执行姿势的动作者的标识)。存储在计算系统800上的媒体内容可以包括任意类型的音频、视频和/或图像数据。计算系统800包括一个或多个数据输入806，经由该输入，任意类型的数据、媒体内容、和/或输入可以被接收，例如人类语言、与雷达场的交互、用户可选择的输入(明确的或不明确的)、信息、音乐、电视媒体内容、录制的视频内容、以及从任意内容和/或数据源接收的任意其它类型的音频、视频和/或图形数据。
计算系统800还包括通信接口808，其可以实现为串行和/或并行接口、无线接口、任意类型的网路接口、调制解调器中的任意一个或多个，以及实现为任意其他类型的通信接口。通信接口808提供计算系统800和通信网络之间的连接和/或通信链路，其他电子设备、计算设备和通信设备通过该通信接口与计算系统800通信数据。
计算系统800包括一个或多个处理器810(例如，任何微型处理器、控制器等)，其处理各种计算机可执行的指令以控制计算系统800的操作，并且实现用于基于雷达的手势识别的技术，或在其中可以实施该技术。替代地或另外地，计算系统800可以通过硬件、固件、或固定逻辑电路中的一个或组合实现，所述固定逻辑电路实现为连接在812处一般性示出的处理和控制电路。尽管未示出，但是计算系统800可以包括系统总线或数据传输系统，其耦合设备内的各种部件。系统总线可以包括不同总线结构的任一种或组合，例如存储器总线或存储器控制器、外围总线、通用串行总线和/或处理器或局域总线，其使用各种总线架构中的任意类型。
计算系统800还包括计算机可读介质814，例如一个或多个存储器设备，其允许永久性的和/或非暂时性的数据存储(即与仅仅是信号传输相反)，其实例包括随机访问存储器(RAM)、非易失性存储器(例如只读存储器(ROM)、闪存、EPROM,EEPROM等中的任意一个或多个)以及磁盘存储设备。磁盘存储设备可以实现为任意类型的磁学或光学存储设备，例如硬盘驱动器、可录制和/或可重写光盘(CD)、任意类型的数据多样化数位光碟(DVD)等。计算系统800还可以包括质量存储介质设备(存储介质)816。
计算机可读介质814提供数据存储机制，以存储设备数据804，以及各种设备应用818以及任意其他类型的信息和/或与计算系统800的操作方面相关的数据。例如，操作系统820可以通过计算机可读介质814保持为计算机应用，并且在处理器810上执行。设备应用818可以包括设备管理器，例如任意形式的控制应用、软件应用、信号处理和控制模块、在特定设备本地的代码、用于特定设备的硬件抽象层等。设备应用818还包括系统部件、引擎或管理器以实现基于雷达的姿势识别，例如姿势管理器206和系统管理器224。
结论
尽管具体于特征和/或方法的文字已经描述了使用基于雷达的姿势识别的技术和实现基于雷达的姿势识别的设备的实施例，但是将理解，所附权利要求书的主题不必需地限制至所描述的具体特征或方法。而是，具体的特征和方法作为实现基于雷达的姿势识别的示例性实施例而公开。

Claims (20)

1.一种计算机实现的方法，包括：
通过基于雷达的姿势识别系统提供雷达场，所述雷达场包括亚毫米频率微波辐射；
通过基于雷达的姿势识别系统感测动作者在雷达场中的一个或多个初始交互；
基于雷达场中的一个或多个初始交互，确定动作者的标识；
通过基于雷达的姿势识别系统感测交互；
确定该交互由具有该标识的所识别的动作者做出；
将所识别的动作者与雷达场中的其他动作者区分开来，其他动作者包括与其他用户相关或与之相关联的一个或多个动作者；以及
基于与所识别的动作者的标识关联的交互和信息，确定姿势，
其中，所确定的姿势包括空中三维姿势。
2.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中，所述确定该交互由具有该标识的所识别的动作者做出包括使用基于雷达的姿势识别系统跟随所识别的动作者，所述跟随的效果为区分所识别的动作者与雷达场中的其他动作者。
3.如权利要求2所述的计算机实现方法，其中，所识别的动作者是人的第一手部，并且，雷达场中的其他动作者之一是人的第二手部。
4.如权利要求2所述的计算机实现方法，其中，所识别的动作者是第一人，并且，其雷达场中的他动作者之一是第二人。
5.如权利要求4所述的计算机实现方法，其中，所确定的姿势是第一姿势，并且所述交互是第一人的手臂或躯干的运动，并且该方法还包括：
接收第二交互；
基于跟随第二人确定第二交互由第二人做出；
基于关联于第二人的第二信息确定对应于第二交互的第二姿势；以及
提供所述姿势和所述第二姿势，致使应用或操作系统接收分别与第一姿势和第二姿势关联的第一输入和第二输入。
6.如权利要求1所述的计算机实现方法，还包括将所确定的姿势传递至计算设备的应用或操作系统以执行所述方法，致使该应用或操作系统接收与所确定的姿势对应的输入。
7.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中，所述信息有助于基于交互确定所确定的姿势，该信息指示所识别的动作者的历史姿势变化或身体特征，以影响姿势的确定。
8.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中，确定对应于交互的所确定的姿势包括：基于关联于所识别的动作者的标识的信息，其将该交互映射至关联于所识别的动作者的标识特定的姿势。
9.如权利要求8所述的计算机实现方法，其中，标识特定的姿势是预先配置的控制姿势，其特定地关联于所识别的动作者和应用，并且，所述方法还包括将预先配置的控制姿势传递至应用，致使应用由标识特定的姿势控制。
10.如权利要求1所述的计算机实现方法，还包括确定所确定的姿势关联于远程设备，以及将所确定的姿势传递至远程设备。
11.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中，交互的至少一部分包括来自人体组织的反射，其具有位于基于雷达的姿势识别系统和人体组织之间的一层材料，所述该层材料包括玻璃、木材、尼龙、棉花或羊毛。
12.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中，基于雷达的姿势识别系统关联于计算设备，该计算设备执行所述方法，雷达场是近程雷达场，并且在从距离计算设备的显示器一毫米至1.5米延伸的范围中感测交互。
13.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中，关联于所识别的动作者的标识的信息指示所识别的动作者的物理尺寸或由所识别的动作者执行的姿势的尺度，并且其中，确定对应于交互的所确定的姿势基于物理尺寸或姿势的尺度。
14.一种基于雷达的姿势识别系统，包括：
雷达发射元件，其配置为提供雷达场，该雷达场配置为穿透织物并从人体组织反射，所述雷达场包括亚毫米频率微波辐射；
天线元件，其配置为接收来自雷达场内的多个人体组织目标的反射；以及
信号处理器，其配置为处理接收到的来自雷达场内的多个人体组织目标的反射，足以区分所述多个人体组织目标中的一个与包括其他用户的其他人体组织目标的所述多个人体组织目标中的另一个，以提供可用于确定姿势来自于所述多个人体组织目标中的一个的姿势数据，
其中，所确定的姿势包括空中三维姿势。
15.如权利要求14所述的基于雷达的姿势识别系统，其中，所述多个人体组织目标是同一个人的不同部分。
16.如权利要求14所述的基于雷达的姿势识别系统，其中，所述多个人体组织目标是不同的人，并且，将所述多个人体组织目标中的一个与所述多个人体组织目标中的另一个区分是为了提供不同人中的其中一人的姿势数据。
17.如权利要求14所述的基于雷达的姿势识别系统，其中，雷达场深度为大约一米至大约十米，并且天线元件或信号处理器配置为处理接收到的反射，以基于来自于由身体、手臂或腿部运动所引起的人体组织的反射而提供身材魁梧的身体的姿势。
18.如权利要求14所述的基于雷达的姿势识别系统，其中，雷达发射元件提供三维体积的雷达场，天线元件能够接收三维体积中的反射，并且，信号处理器配置为处理所接收的三维体积中的反射，足以提供可用于确定三维姿势的姿势数据。
19.如权利要求14所述的基于雷达的姿势识别系统，其中，雷达发射元件配置为发射在大约57 GHz至大约63 GHz范围上的微波辐射。
20.一种设备，包括：
基于雷达的姿势识别系统，包括：
雷达发射元件，其配置为提供雷达场，该雷达场配置为穿透织物并从人体组织反射；
天线元件，其配置为接收来自位于雷达场内的人体组织的反射；
信号处理器，其配置为处理接收的来自雷达场内的人体组织的反射，以提供关联于接收的反射的数据；
一个或多个计算机处理器；以及
一个或多个计算机可读存储介质，其具有存储在其上的指令，响应于通过一个或多个计算机处理器的执行，而执行操作，该操作包括：
致使基于雷达的姿势识别系统提供具有雷达发射元件的雷达场，所述雷达场包括亚毫米频率微波辐射；
致使基于雷达的姿势识别系统通过天线元件接收第一交互的在雷达场内的第一反射；
致使信号处理器处理所接收的反射以提供第一交互的数据；
基于所提供的第一交互的数据确定引起第一交互的动作者的标识；
致使基于雷达的姿势识别系统通过天线元件接收第二交互的在雷达场内的第二反射；
致使信号处理器处理所接收的第二反射以提供第二交互的第二数据；
将所识别的动作者与雷达场中的其他动作者区分开来，其他动作者包括与其他用户相关或与之相关联的一个或多个动作者；
基于所提供的第二交互的第二数据和所识别的动作者的标识，确定对应于第二交互的与所识别的动作者关联的姿势，所确定的姿势包括空中三维姿势；以及
将所确定的姿势传递至应用或操作系统，引起应用或操作系统接收对应于所确定的姿势的输入。
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